座講

わかりやすいPC技術

第 14 回品質管理（その2）
講師：長谷川1．は じ め に剛*響による補正値を加えたものを基準反発度といいます。測定反発度は全測定値の平均を計算し，四捨五入して有効数最終回となる今回のテーマは，前回に引き続き品質管理

字を 3 けたに丸めた値を採用します。コンクリート圧縮強です。品質管理（その 2）では，コンクリート構造物が完度は，基準反発度から実験的に得られた換算式または換算成したあとの品質確認や耐久性，劣化度などを判断するた図を用いて推定します。強度推定が可能なコンクリートのめに測定される構造物の検査について説明します。

設計基準強度は 10 〜 60 N/mm2 といわれており，PC 構造物のような高強度コンクリートでは精度が低くなる傾向が2．非破壊による検査あります。
⑴

コンクリートの品質管理には，硬化したあとのコンクリ

測定規準についてート強度や欠陥の有無を検査し，所定の性能を満足してい測定規準は，JIS A1155-2012（コンクリートの反発度のることを確認することが求められます。完成後の構造物の測定方法）に示されるほか，土木学会規準では JSCE-

主な検査手法として非破壊による検査手法があり，その名G504-2013（硬化コンクリートのテストハンマー強度の試のとおり構造物にほとんど損傷を与えることなく，構造物験方法（案）），日本建築学会では CTM-16（反発度法，超の健全度や劣化度を数値化した測定値によって客観的に判

音波法及びその複合法による構造体コンクリートの強度推断することができます。ここでは主にコンクリートの強度定のための非破壊検査方法（案））に示されています。

や鉄筋かぶりを測定する非破壊検査手法の代表的なものを⑵いくつか示します。

測定に必要な打撃点数は，JIS および日本建築学会では

2.1

反発度法

測定時の打撃点数

部材の縁部から 50 mm 以上離れた内部から選定し，互い反発度法による強度の推定は，リバウンドハンマー（まに 25 〜 50 mm 間隔をもった 9 点，土木学会では縁部からたはテストハンマーともいう）（写真 - 1）を用いて，コ30 mm 以上離れたコンクリート面で互いに 30 mm 以上のンクリート表面を重錘で打撃し，表層近傍の硬度を測定す間隔をもった 20 点について行うと規定されています。

ることによってコンクリート強度を推定するもっともよく⑶知られた検査方法です。ここで得られる測定値の平均を測測定箇所の選定にあたっては，次のような基準項目があ測定箇所の選定ります。

定反発度といい，コンクリートの乾湿，打撃方向などの影① 厚さが 100mm 以上の床版または壁部材，一辺の長さが150mm 以上の断面を持つ柱または梁部材のコンクリート表面とする。
② コンクリートの表面組織が均一で，かつ，平滑な平面部とする。
③ 豆板や空隙，露出している砂利などの部分は避ける。
⑷

測定時の注意事項

測定値を安定した結果にするためには，以下のような項目に注意する必要があります。
① 反発度は，コンクリート面となす角度の影響を強く受けるため，打撃をする際には測定面に対して直角方向で行う。
② バネ式ハンマーは，鋼棒に徐々に力を加えて打撃を起
写真 - 1

リバウンドハンマー（NR 型）こさせてゆっくりと測定する。

* Tsuyoshi HASEGAWA：ドーピー建設工業 ㈱ 技術部

Vol.56, No.6, Nov. 201491

講座
さらに，JIS および日本建築学会では，受信センサー③ 環境温度が 0 〜 40 ℃の範囲内で行う。
④ ハンマーの作動を円滑にさせるため，測定に先だって数回試し打撃を行う。
⑤ 測定後のリバウンドハンマーの点検によって，リバウインパクタ（鋼球）

ンドハンマーの反発度が製造時の反発度から 3 ％以上異なっていたら，直前に行った点検以降の測定値は無効とする。
⑥ 測定面に浮き水がある場合には，これを取り除き，測定面に凹凸がないことを確認して測定する。
とくに ⑥ については，濡れているコンクリートや湿っているコンクリートで反発度を測定した場合，気乾状態で測定したものと比較すると反発度が小さくなる傾向がある
写真 - 3

ため，雨中や雨上がりなど，測定面が湿った状態での測定

衝撃弾性波による測定状況 1 ）は避ける方がよいです。また，リバウンドハンマーは，多数の打撃を行ったあとや，長期間使用しなかった場合などンサーを設置し，PC 鋼材を伝播する弾性波伝播速度を測に正しい測定結果を得られなくなる場合があるため，定期定することで PC 鋼材のグラウト充填状況を確認すること的な点検整備が重要です。また，テストアンビル（検定があります。グラウトが十分に充填されている場合は，グ器）（写真 - 2）を用いて測定値が正しい値を示している

ラウトの拘束によって伝播エネルギーが減衰するため，出かどうか確認することも重要です。

力された弾性波の振幅が小さくなり，伝播速度は充填されていない場合に比べて遅くなる傾向があり，その特性を利用しています。
2.3

超音波法

超音波を用いた強度推定（超音波法）には，使用周波数帯は 20 kHz 以上の超音波域を使用します。発振探触子という超音波を発振するセンサーを用い，シリコングリスなどの接触剤を介して発振します。コンクリート表面に設置した受信探触子によって，コンクリート内部を伝播する超音波の伝播時間，波形，周波数，位相などの変化を測定します。その結果から強度推定を行う試験方法です。超音波法には，センサーの配置方法によって表面走査法，透過法，反射法，斜角法などがあります。表面走査法の概念図を図 - 1 に示します。
写真 - 22.2

発信探触子

テストアンビル（検定器）

受信探触子

音速分布

弾性波法

h1

弾性波を用いたコンクリート強度推定方法に衝撃弾性波
L1法があります（写真 - 3）。この測定方法は，打撃するインパクタ（鋼球）と受信センサーの距離を変化させながらL1：探触子間距離，h1：伝播深さ伝播時間を測定することによって，距離と伝播時間の傾き
図- 1から弾性波速度を求め，コンクリートの強度推定を行う試

表面走査法による探触子間隔と伝播時間の測定 1 ）験方法です。物理的な打撃を行うため，周波数帯が低くなり，一般的に 20 kHz 以下の低い周波数成分が多い周波数2.4帯を使用します。

ボス供試体（BOSS：Broken Off Specimens by Splitting）

ボス供試体を用いた微破壊試験法弾性波は，コンクリートの弾性率や密度によって伝播すを用いたコンクリートの強度推定方法は，構造体コンクリる速度が変化するため，この性質を利用して強度推定を行ート打設前に，構造体型枠にあらかじめボス型枠を取り付います。また，コンクリート構造物の内部に空洞などが存け，コンクリート打設後，ボス型枠により成形される凸型

在した場合には，その空洞部分で反射する性質もあるたの角柱供試体（ボス供試体）を構造物から割り取り，圧縮め，空洞を検出することやひび割れの深さを確認すること強度試験を行うことで，コンクリート構造物の強度を直接も可能です。

測定する方法です。ボス供試体の作製方法，圧縮強度試験

また，最近では PC 鋼材の両端部にインパクタと受信セ方法は，日本非破壊検査協会規格 NDIS 3424：2011（「ボ92プレストレストコンクリート

講座

ボス型枠設置状況

写真 - 4取り出した試験体

ボス供試体による強度測定 1 ）ス供試体の作製方法及び圧縮強度試験方法」及び「同解説」）に規定されています。この試験方法の特徴は，構造
写真 - 6物のコンクリートとほぼ同じ環境や施工状況で供試体が製電磁誘導法の測定機器の例作されるため，コア採取した圧縮強度試験体と同様な結果が得られ，コア採取のように構造物へ損傷を与えることがは 100 mm 以内，探査対象の鉄筋は D 13 〜 D 38 とされてないところです。

います。

2.52.7

小径コアによる微破壊試験法

電磁波レーダ法

小径コアによる強度推定方法は，直径 25 〜 30 mm 程度

電磁波（マイクロ波）は，コンクリート中に鉄筋などのの小径コアを構造物から採取し，構造物の強度を直接測定電気的特性（誘電率）の異なる物質が存在する場合，それする方法です。採取するコア径が小さいため，配筋が密ならの境界面において反射します。電磁波レーダ法は，この主要構造部材から採取しても鉄筋破断の危険性が低く，構反射して戻ってくるまでの時間から，コンクリート中の埋造物に与える損傷を軽微にできます。また，コア採取跡の設物（鉄筋，シースなど）およびコンクリート部材厚，空補修は容易に行え，圧縮試験機の容量が小さくて済むた洞などを調査する非破壊検査法です。測定機器の例を写真

め，簡易な試験機を用いて現場で強度推定が可能です。一- 7 に示します。コンクリート深さ方向の適用範囲が，電般的なφ100 mm のコア強度と小径コア強度の関係から強磁誘導法より大きいため，かぶりが大きい場合などに用い度の推定式が提案されています 4 ）。しかし，小径コアの場られます。また，計測面に対して，格子状に計測して測定合には，骨材による影響を受けやすいため，十分に検討が機器に付属する解析ソフトでそれらの情報を合成すること必要です。コア試験体の比較を写真 - 5 に示します。

で，写真 - 8 のような 2 次元の平面図も作成できます。

Φ100 mmコア

小径コア
Φ25 mm写真 - 7

小径コアの採取状況

写真 - 52.8

小径コアによる強度測定試験体 1 ）電磁波レーダ法の測定機器の例

非破壊検査のまとめ

ここまで説明した非破壊検査手法の用途と適用性を表2.6- 1 に示します。

電磁誘導法

電磁誘導法は，コイルを用いて導体である鉄筋に磁場を3．コア供試体による検査与え，これにより生じた電磁現象，電位差や位相差などを利用して，コンクリート中の鉄筋のかぶりや径などの情報

コンクリート構造物の圧縮強度は，構造物を設計するうを得る非破壊検査法です。電磁誘導法の測定機器の例を写えで重要な力学特性値となります。コア供試体を採取して

真 - 6 に示します。コンクリート中に空洞，豆板などがコンクリートの特性を検査することにより，直接的にコンあっても鉄筋位置の推定が可能ですが，それら内部欠陥のクリートの状態を確認することができます。コア供試体の検出には適しません。適用範囲は，コンクリート深さ方向

検査では，圧縮強度のほか，静弾性係数や中性化深さ，塩Vol.56, No.6, Nov. 2014

93

講座
縮強度試験法）や JIS A1113-2012（コンクリートの割裂引張強度試験方法），JIS A1149-2012（コンクリートの静弾性係数試験方法）に準じて行います。

4．載荷試験による検査
載荷試験は，コンクリート構造物の安全性を確認するた
め，必要に応じて行う試験です。載荷試験は，早期に載荷して構造物にひび割れなどが生じることを避けるため，コンクリート強度が十分得られたことを確認したのちに行います。また，設計を十分理解して，荷重の大きさ，種類，載荷方法を定め，過大となるような荷重を載荷してはいけません。一般に載荷試験は，静的かつ載荷速度を緩やかに行い，振動衝撃などの影響を受けないように載荷します。
さらに，試験中および試験前後では，構造物の強度や耐久
写真 - 8

計測データの解析結果 1 ）表- 1

非破壊検査手法の適用性性に影響するひび割れ，大きな残留変形，その他の欠陥を生じていないかどうかを調べなければなりません。
橋梁などの構造物では，耐荷力やたわみ量を調査するた

○

△

△

○

○

○

○

コンクリート

内部空隙

鉄筋位置

○

○

かぶり厚○

○

ひび割れ深さコンクリート強度

○

小径コア

△

ボス供試体

電磁波レーダ法

超音波法
△

電磁誘導法

衝撃弾性波法○

反発度法

躯体厚さ測定項目

測定方法

めに，10 t ダンプトラックに砕石などを積載し，輪荷重を調整したうえで設計した位置に載荷します。たわみを計測して計算値との差異を確認する方法，ひずみゲージなどを設置してひずみ値の計測を行い，どの程度のひずみが発生しているのかを確認する方法などが挙げられます。載荷試
験の状況を写真 - 9 に示します。

○○○；優れる△；やや優れる

化物含有量なども同一供試体で検査することができます。
コアの採取は，コンクリートが十分に硬化して粗骨材とモルタルとの付着が採取作業によって害を受けなくなった時期に行います。コアは打継面，型枠際は避け，鉄筋がな

総重量 25 t

い箇所から採取し，なるべく採取する供試体の強度への影響が少ない位置を選定します。一般に，コア供試体の形

写真 - 9状・寸法は，円柱で直径を粗骨材の最大寸法の 3 倍以上と載荷試験実施状況

し，高さ / 直径は 1.90 〜 2.10 の範囲を原則とします。どのような場合でもその比率が 1.00 を下回ってはいけませ5．演 習 問 題ん。高さ / 直径が 1.90 以下の場合は，試験値が大きくなるので，補正をして強度を推定します。前述の小径コアによ

今回の講座のまとめとして，○×形式の演習問題を用意

る微破壊試験法と比べて，コア削孔によって構造物へ損傷しましたので，チャレンジしてみて下さい（PC 技士試験を与えるため，配筋状況や PC 鋼材位置などを十分に精査における過去問題を一部アレンジしています）。

して採取位置を決定する必要があります。そのほか，調査① テストハンマーによる測定反発度は，1 箇所あたり 10時の留意点としては，以下のようなものがあげられます。

点の測定値を平均して有効数字 1 桁に丸める。

① コアの抜き取り後は速やかに補修を行う。

② 反発度法は，コンクリートの内部欠陥や鉄筋かぶりを確認するのに用いられている。

② 劣化が進行している位置からコア採取する場合は劣化③ 弾性波法はコンクリートの強度を推定するのに用いら因子を推定するために，健全な位置からもコアを採取れる。

することが望ましい。

④ 超音波法の使用周波数帯は 20 kHz 以下の超音波域を使③ コアを採取する際，コアを完全に抜き取るか，途中で用する。

折って取り出すかの判断が必要となる。

⑤ ボス供試体の推定コンクリート強度は，コア採取したコアの強度試験は，JIS A1108-2012（コンクリートの圧94

プレストレストコンクリート

講座
圧縮強度試験体と同様な結果を得ることができる。

析，耐震解析，FEM 解析，温度応力解析について解析の⑥ 小径コアによる微破壊検査法は，コア採取の際に鉄筋専門家にご執筆いただく予定です。次期講座にご期待ください。などに損傷を与える危険性は低いが，骨材による影響を受けやすい。
⑦ 電磁誘導法は，コンクリートの空洞を調査するのに用「わかりやすい PC 技術」

いることができる。

54 巻 5 号

第1回

設計（その 1）54 巻 6 号

第2回

設計（その 2）⑨ 構造物からコア採取して強度試験を行う場合，コアの55 巻 1 号

第3回

PC 構造物の材料（その 1）

直径は最大粗骨材寸法程度とし，高さは直径の 2 倍程

55 巻 2 号

第4回

PC 構造物の材料（その 2）

度あればよい。

55 巻 3 号

第5回

コンクリートの施工（その 1）

55 巻 4 号

第6回

コンクリートの施工（その 2）⑧ 電磁波レーダ法は電磁誘導法に比べて適用範囲が小さい。

⑩ 強度検査には，非破壊検査，構造物より採取した試料

55 巻 5 号

第7回

PC 鋼材およびプレストレッシング【演習問題の解答】

55 巻 6 号

第8回

PC グラウト（その 1）①×②×③○④×⑤○⑥○⑦×⑧×⑨×⑩○

56 巻 1 号

第9回

PC グラウト（その 2）

56 巻 2 号

第 10 回PC 橋の架設工法（その 1）

56 巻 3 号

第 11 回PC 橋の架設工法（その 2）による検査，載荷試験がある。

6．お わ り に今回の講座では，非破壊検査手法をはじめ，微破壊検査，

56 巻 4 号

第 12 回PC 橋の架設工法（その 3）載荷試験などについて解説しました。非破壊検査は，本特56 巻 5 号

第 13 回品質管理（その 1）

集号でも取り上げられているように，日々新しい検査機器

56 巻 6 号

第 14 回品質管理（その 2）や方法が提案されています。つね日頃の情報収集が必要です。本講座をきっかけとして，コンクリートの専門技術者
参考文献としての知識を深めてください。

1 ）プレストレストコンクリート工学会，プレストレストコンクリ

7．む す び にート技術，2014.7
2 ）土木学会：コンクリート標準示方書【規準編】，2013 年制定

54 巻 5 号から連載をはじめた「わかりやすい PC 技術」

3 ）日本建築学会：鉄筋コンクリート造建築物の品質管理および維は，全 14 回の講座をお届けいたしましたが，本講座も今持管理のための試験方法，2007.3回で最終回となりました。以下に全 14 回の掲載一覧を記

4 ）日本コンクリート工学会：コンクリート診断技術 ʼ14，2014.2

し，むすびといたします。次回からは「PC 技術者のため【2014 年 10 月 14 日受付】の構造解析入門」と題して構造解析の基礎知識から骨組解

刊行物案内

プレストレストコンクリート技術
2013 年 7 月（ PC 技士試験講習会テキスト）
別冊として、過去 5 年間の PC 技士試験問題，正解および解説を掲載しています。
現金書留または郵便普通為替にてお申込みください。
（平成 25 年改訂）
定
価 6,000 円／送料 300 円
会員特価 5,000 円／送料 300 円

公益社団法人 プレストレストコンクリート工学会

Vol.56, No.6, Nov. 201495